Љазаљстан республикасы білім жшне ’ылым министрлігі



бет1/4
Дата01.07.2016
өлшемі1.52 Mb.
  1   2   3   4


љАЗАљСТАН РЕСПУБЛИКАСЫ БІЛІМ ЖШНЕ ’ЫЛЫМ МИНИСТРЛІГІ

ШШКШРІМ атында“ы СемЕЙ МЕМЛЕКЕТТІК УНИВЕРСИТЕТІ3 деЈгейлі СМК ›±жатыПОШКПОШК 042-18-38.19/03-2014

ПОШК


«Атомды› жЩне атом ядросы физикасы»

пЩнініЈ о›у-Щдістемелік материалдары

№12 басылым

11.09.2014 ж.



ПШННІў ОљУ-ШДІСТЕМЕЛІК КЕШЕНІ
«Атомды› жЩне атом ядросы физикасы»
5В011000- «Физика» маманды“ы Їшін

ОљУ-ШДІСТЕМЕЛІК МАТЕРИАЛДАРЫ

Семей


2014

Ал“ы сйз


1. ШЗІРЛЕНГЕН
љ±растырушы:_____ フ褸褪魵à Ж.С., а“а о›ытушы, физика кафедрасы
2. ТАЛљЫЛАНДЫ

2.1 «Физика» кафедрасы отырысында


« 11 » 09 2013æ., 1 хаттама
Кафедра меЈгерушісі, п.“.д., профессор С.С.Маусымбаев
2.2 ヤ韈韭à-ààà óü昕Ј î›ó-Щ莎褌褄ウê 燾Ј

ⅳ靍靏霳萵
« 12 » 09 2013æ., 1 хаттама


メй鵆û љ.タ.チ瑣靍魵à
3. チナハイメイヒトイ

モ湜粢頸褪褪ウЈ ホ›ó-Щ莎褌褄ウê ハåЈ褥ウ昕Ј ⅳ靍靏霳萵 矜ï “瑩ó“à à›±ä瑙“瑙 æЩ淲 ±燾ë“瑙



« » 2013æ., хаттама
ОШК тйра“асы Г.К.Искакова
АЛ’АШ РЕТ ЕНГІЗІЛІП ОТЫР

МАЗМ°НЫ
1.Глоссарий

2.ДЩріс конспектілірі

3.ПЩнді о›у“а арнал“ан Щдістемелік н±с›аулар

- Лабораториялы› саба›тардыЈ н±с›аулары

- СОиЖ ныЈ Щдістемелік н±с›аулары

- СиЖ ныЈ Щдістемелік н±с›аулары

4.Білімдерді ба›ылау-йлшеу ›±ралдары

1 Глоссарий

Планк гипотезасы электромагниттік сЩуле жиілігіне пропорционал энергияныЈ жеке Їлестері (кванттары) тЇрінде шы“ады.

«УльтракЇлгін кЇйреуі» деп классикалы› физиканыЈ Кирхгоф функциясына арнал“ан ›ара дененіЈ сЩуле шы“ар“ышты“ыныЈ жиілікке тЩуелділігініЈ тЩжірибелік мЩліметтерін ›ана“аттандыратын йрнегін классикалы› физика Щдісімен іздеудіЈ мЇмкін еместігін айтады.



Сырты фотоэффект (немесе фотоэлектронды› эмиссия) деп ›атты жЩне с±йы› денелердіЈ электромагниттік сЩуле Щсерінен электрондар шы“аруын айтады.

де Бройль гипотезасыныЈ мЩні мынада: бйлшектердіЈ корпускулалы› ›асиеттерімен бірге тол›ынды› ›асиеттері де болады.

де Бройль толыны – классикалы› физикада“ы тол›ындармен ±›састы“ы жо›, ерекше квантты› таби“аты бар тол›ын.

ГейзенбергтіЈ аныталмаанды принципініЈ мЩні мынада: микробйлшектіЈ координаталары мен олар“а сЩйкес импульстерініЈ аны›талма“анды›тарыныЈ кйбейтіндісі Планк т±ра›тысынан кем болмайды.

Шредингер теЈдеуі – микробйлшектер ›оз“алысыныЈ заЈдарын сипаттайтын релятивистік емес квантты› механиканыЈ негізгі теЈдеуі.

Толындыфункция - микробйлшектіЈ кЇйін сипаттайтын функция.

Туннельдік эффект деп бйлшектіЈ ені ша“ын потенциалды› бйгеттен энергиясы осы бйгеттіЈ биіктігінен аз бол“анда йтіп кету ›±былысын айтады. Кванттыгармоникалы осциллятордыЈ нольдік энергиясы деп оныЈ толы› энергиясыныЈ еЈ аз (ноль емес) мЩнін айтады.

Резерфорд атомыныЈ ядролы› моделі атомныЈ іс жЇзінде барлы› массасы шо“ырлан“ан оЈ зарядтал“ан ядродан жЩне ядроныЈ маЈайында айналатын электрондардан т±ратын жЇйе болып табылады.

ЭлектронныЈ Бор орбиталары электронныЈ бай›алу ы›тималды“ы барынша Їлкен болатын нЇктелердіЈ геометриялы› орны болып табылады.

Спин деп микробйлшектіЈ классикалы› физикада ±›састы“ы жо› меншікті механикалы› моментін айтады.

Фермион деп жарты спині бар бйлшекті айтады.

Бозон деп нйлдік немесе бЇтін санды спині бар бйлшекті айтады.

ЯдроныЈ байланыс энергиясы деп ядроны ›±райтын нуклондар“а кинетикалы› энергия бермей ыдырату Їшін жасалатын ж±мыспен аны›талатын шаманы айтады.

Радиоактивтілік деп бір атом ядроларыныЈ екіншілеріне элементар бйлшектер шы“ара отырып тЇрленуін айтады.

Жартылай ыдырау периоды – ядролардыЈ ал“аш›ы мйлшерініЈ жартысы ыдырайтын уа›ыт.

Ядролы› реакция деп ядроны ( немесе ядроларды) тЇрлендіруге келтіретін атом ядросыныЈ элементар бйлшекпен йзара Щсерлесу процесін айтады.



Элементар бйлшек деп ›азіргі кезде белгілі материяныЈ еЈ ±са› бйлшегін айтады.

Аннигиляция деп нЩтижесінде бас›а бйлшектер тЇзілетін бйлшектер мен антибйлшектердіЈ йзара Щсерлесу процесін айтады.

Кварктер – ›азіргі кездегі тЇсінік бойынша адрондарды ›±райтын іргелі бйлшектер.

изара ЩсерлесудіЈ біріЈ“ай теориясы ( «±лы бірігу») - йзара ЩсерлесудіЈ тйрт типін (гравитациялы›, электромагниттік, кЇшті жЩне Щлсіз) біріктіретін теория.
2 ДШРІС КОНСПЕКТІЛЕРІ

1.АтомныЈ ›±рылысы жЩне оныЈ спектрлері

1.1. Атомды› спектрдегі заЈдылы›тар

1.2. Сызы›ты› спектрлер

1.3. Томсон атомыныЈ модельдері

1.4. Бор постулаттары

Атомдыспектрлердегі заЈдылытар. Сызытыспектрлер. Бальмер (1885 г.) – атомда“ы спектр сызы›тары группалар ›±райды- оларды спектрлік сызы›тар сериялары деп атайды. Сутегі атомыныЈ спектрініЈ барлы› сызы›тарыныЈ жиіліктерін келесі формуламен йрнектеуге болады:

(1.1)

R – Ридберг т±ра›тысы , n –бЇтін сан, m саны берілген болса, m + 1 санынан бастап барлы› бЇтін сандар“а иеленеді, m = 1 – Лайман сериясы, m = 2 – Бальмер сериясы жЩне бас›алар ( 32- сурет).



Томсон атомыныЈ моделі (1903 г.) АтомныЈ мйлшерін ба“алау. Резерфорд тЩжірибесі. АтомныЈ ядролы› моделі (1911 г.) ЯдроныЈ мйлшерін ба“алау. Бор постулаттары. (1913 г.). АтомныЈ ядролы› моделі классикалы› механика жЩне электродинамика заЈдарымен ›осылып не атомныЈ, не атомды› спектрлердіЈ заЈдылы›тарын тЇсіндіре алмады. М±ндай ›иын жа“дайдан шы“у жолын Дания физигі Н.Бор кйрсете білді, біра›, б±л жол классикалы› физика ›а“идаларына ›айшы келді. БордыЈ екі постулаты:

1. Электрондар ядро айналасында дискреттік стационарлы› орбиталар бойымен ›оз“алады, осындай орбиталарда ›оз“ал“анда сЩуле шы“арылмайды.


2. Электрондар бір стационарлы› орбитадан екінші стационарлы› орбита“а ауыс›анда сЩулелер -энергия кванты тЇрінде шы“арылады немесе ж±тылады
(1.2)
Франк – Герц тЩжірибесі (1914 г.). 33 суретте тЩжірибе схемасы

33-сурет


кйрсетілген. I - сынап парымен толтырыл“ан Їшэлектродты лампаныЈ вольтамперлік сыйпаттамасы (34-сур.). ТоктыЈ максимумдары сетка потенциалыныЈ келесі U мЩндерінде пайда

болатыны кйрініп т±р. Франк – Герц тЩжірибесін атомдардыЈ энергия

деЈгейлерініЈ тек ›ана дискретті болатыны ар›ылы тЇсіндіруге болады.
ШеЈберлік орбиталардыЈ квантталу ережесі.

Фазалы› жазы›ты›та квантталу ережесін келесі тЇрде алу“а болатынын кйрсетуге болады



(1.3)

p – гармониялы› осциллятор импульсы, ал q – оныЈ координаты. Импульс моментініЈ М квантталу шарты мына тЇрде жазылады:

М = n (1.4)

Барлы› орбиталардыЈ ішінде импульс моменті Планк т±ра›тысына бЇтін еселі болатын электрон орбиталары “ана болуы мЇмкін.



Сутегі атомыныЈ элементарлыБор теориясы. Бор теориясы болатын орбиталар радиустарыныЈ йрнегін алу“а мЇмкіндік берді, я“ни, дискретті орбиталар радиустары келесі формуламен аны›талады:

, ( n = 1, 2, 3, …). (1.5)

n – негізгі кванттысан деп аталады. АтомныЈ ішкі энергиясыныЈ мЇмкін мЩндерініЈ формуласы: ( n = 1, 2, 3, …) (1.6) (1.6) формуласымен аны›талатын энргия деЈгейлерініЈ схемасы (8.4) суретте кйрсетілген.

Сутегі атомы (Z = 1) n кЇйден m кЇйіне ауыс›анда фотон шы“арылады

. (1.7)

Шы“арыл“ан сЩуле жиілігі мына йрнекке теЈ:



. (1.8)

Б±л формула БальмердіЈ жалпылама формуласына (8.1) сЩйкес келеді, Ридберг т±ра›тысыныЈ R мЩні былай аны›талатынын айта кету керек



. (1.9)

Б±л йрнекке шамаларыныЈ санды› мЩнін ›ой“анда, оныЈ нЩтижесі Ридберг т±ра›тысыныЈ тЩжірибелік нЩтижесіне йте дЩл сЩйкес келгенін атап йткен жйн.



Бор теориясыныЈ жетістіктері мен кемшіліктері. Бор теориясын – атом теориясын дамытуда“ы жасал“ан Їлкен ›адам деп ›арастыру керек. Ол классикалы› физиканыЈ атомныЈ ішкі ›±былыстарына ›олдану“а болмайтынын жЩне микрооблыстарда квантты› заЈдардыЈ негізгі орын алатынын кйрсетті.

Біра›, Бор теориясын сутегі атомынан кейінгі еЈ ›арапайым атомдардыЈ бірі -гелий атомына ›олдан“ан кезде, оныЈ кемшіліктері кйрініп-а› ›алды. ийткені Бор теориясы жартылай классикалы› , жартылай квантты› теория еді.


2.Корпускула-тол›ынды› дуализм.


2.1. Де–Бройль гипотезасы

2.2. Дэвиссон – Джермер тЩжірибесі

2.3. ЭлектрондардыЈ дифракциясы

2.4. Аны›талма“анды› ›атнастары



ДеБройль гипотезасы (1924 ж.) – дуализм – тек ›ана оптикалы› ›±былыстардыЈ ерекшеліктері емес, оныЈ универсалды› мЩні бар. ФотонныЈ энергиясы Е = жЩне импульсі р = бар. Де-БройльдыЈ идеясы бойынша электронныЈ немесе кез-келген бас›а бйлшектіЈ ›оз“алысымен тол›ынды› процесс байланыс›ан, ол процестегі тол›ын ±зынды“ы былай аны›талады:

(2.1)

ал жиілігі-



Дэвиссон Джермер тЩжірибесі (1927 ж.) – электрондардыЈ никель монокристалынан (кубты› система) ша“ылуына негізделген). ЭлектрондардыЈ шашырауыныЈ интенсивтілігі Щсіресе белгілі бір шашырау б±рышында Їлкен мЩнге жеткен, ол б±рыш атомды› жазы›ты›тардан ша“ылу б±рышына сЩйкес келеді, жазы›ты›тардыЈ ара ›ашы›ты“ы d рентгенографиялы› зерттеулерден белгілі болатын ( 8.2 сур.).

Максималды› ток Їшін (8.1) формуламен есептелген тол›ын ±зынды“ы (U ) 1,67 А -ге теЈ. Келесі шарт›а

2dSin

сЩйкес келетін Брэг тол›ын ±зынды“ы 1,65 А . Дэвиссон – Джермер тЩжірибесі де-Бройль идеясын толы“ымен растады.



ЭлектрондардыЈ дифракциясы. 1927 ж. Г.П. Томсон жЩне одан тЩуелсіз тЇрде П.С. Тартаковский электронды› сЩуленіЈ металды› фольгадан йткенде дифракциялы› картинаныЈ пайда болатынын дЩлелдеді.

Дифракциялы› ›±былыстардыЈ электрондардан бас›а атомды› жЩне молекулалы› сЩулелер Їшін де болатыны аны›талды.

Л.М. Биберман, Н.Г. Сушков, В.А. Фабрикант (1949 ж.) Щлсіз электронды› сЩулемен тЩжірибе ›ойды.

Аныталмаандыпринципі. Классикалы› механикада материалды› нЇктеніЈ кЇйі динамикалы› айнымалылар ар›ылы кйрсетіледі ( координата, импульс, энергия жЩне бас›алар).

МикробйлшектердіЈ ерекшеліктері – айнымалыларды йлшеу кезінде олардыЈ кейбіреулері “ана аны›тал“ан мЩнге ие бола алады:



. (2.2)

Кез келген микробйлшек бір уа›ытта координаттыЈ x дЩл мЩніне жЩне импульс компонентініЈ р дЩл мЩніне ие бола алмайды. Егер айнымалыныЈ біреуініЈ дЩл мЩні болса, бас›а айнымалы б±л кезде тіпті аны›талма“ан болып шы“ады.

В. Гейзенберг (1927 г.): Екі тЇйіндескен айнымалылардыЈ аны›талма“ан мЩндерініЈ кйбейтіндісі шама жа“ынан Планк т±ра›тысынан аз болуы мЇмкін емес (ГейзенбергтіЈ аны›талма“анды› принципі). Энергия Е жЩне уа›ыт t - олар да каноникалы› тЇйіндескен шамалар, сонды›тан

. (2.3)
3. Шредингер теЈдеуі

3.1. ШредингердіЈ жалпы теЈдеуі

3.2. Шредигер теЈдеуініЈ шешімдері

3.3. ШредингердіЈ стационар кЇйге арнал“ан теЈдеуі.

3.4. Тол›ынды› функция
Э. Шредингер (1926 ж.) – де–БройльдыЈ заттардыЈ тол›ынды› ›асиеттері туралы идеясын ары ›арай дамытып, йзініЈ атымен атал“ан теЈдеуін алды

.

координаттар мен уа›ыт›а байланысты комплекстік функция, ол микробйлшектіЈ кЇйін сыйпаттайды. Б±л релятивті емес квантты› механиканыЈ негізгі теЈдеуі. Стационарлы› кЇйлер Їшін ол былай жазылады:

. (2.4)

Квантты› механикада операто𠱓ымы кеЈ орын алады. Операторды ›олдан“анда келесі ереже бойынша бір функция“а бас›а функция теЈгеріледі:

f =

М±нда“ы - оператордыЈ символды› белгісі. Операторды ›олдану нЩтижесінде -функциясы бас›а функция“а f айналады. Кейбір дербес жа“дайларда операторды ›олдану нЩтижесінде бастап›ы функция бас›а функция“а U кйбейтілуі мЇмкін. Онда = U ал, сонды›тан, . Егер U функциясын (17.1) – теЈдеуде оператор ретінде ›арастырса›, оныЈ Щрекеті пси-функциясына U –функциясын кйбейтумен шектелсе, (17.1)- теЈдеуін келесі тЇрде жазу“а болады:



. (2.5)

Б±л теЈдеуде символымен энергия операторы – Е белгіленген, оны Гамильтон операторы немесе гамильтониан деп атайды:



. (2.6)

М. Борн (1926 ж.) алашы рет пси функциясыныЈ маынасын келесі тЇрде ашып берді: функциясыныЈ модулініЈ квадраты бйлшектіЈ dV кйлемі шегінде табылу ы›тималды“ын dP аны›тайды

dP = A . (2.7)

А - пропорционалды› коэффициенті, пси-функциясы Їшін келесі нормалау шарты орындалады:

. (2.8)

функциясыныЈ физикалы› ма“ынысынан квантты› механиканыЈ статистикалы› сыйпаттамасы бар екені кйрініп т±р. Шредингер теЈдеуі бйлшектіЈ берілген кЇйініЈ пси – функциясын табу“а мЇмкіндік береді, я“ни, бйлшектіЈ кеЈістікте ЩртЇрлі нЇктелерде орналасу ы›тималды“ын аны›тау“а мЇмкіндік береді. (17.2)- теЈдеуінен жЩне пси – функциясына ›ойыл“ан шарттардан тікелей энергияныЈ квантталу ережесі шы“ады.

Пси – функциясы бір мЩнді, Їздіксіз жЩне шекті болуы ›ажет, сонымен ›атар ол стандартты› шарттарды – Їздіксіз жЩне шекті туындысы болуын – ›ана“аттандыруы керек.

Шредингер теЈдеуіне параметр ретінде бйлшектіЈ толы› энергиясы Е кіреді. (.2..5) – теЈдеуініЈ энергияныЈ Е кез келген мЩнінде стандартты› шарттар“а ›ана“аттандырарлы› шешімдері болмайтыны, энергияныЈ тек таЈдаулы мЩндері Їшін “ана ізделініп отыр“ан шешімдері болатыны дифференциалды› теЈдеулер теориясында дЩлелденген. ЭнергияныЈ осындай таЈдаулы мЩндерін оныЈ меншікті мЩндері деп атайды. ЭнергияныЈ меншікті мЩндеріне Е сЩйкес келетін теЈдеу шешімдері есептіЈ меншікті функциялары болып табылады. Меншікті мЩндер жиыны шаманыЈ спектрі деп аталынады. Егер атал“ан жиын дискретті тізбек ›±рса, спектр дискретті болады да, егер меншікті мЩндер Їздіксіз тізбектен т±ратын болса, спектр Їздіксіз немесе жола› деп аталады..

Бір йлшемдік тік б±рышты ш±Ј›ырдаы бйлшек туралы есеп. Шексіз тереЈ бір йлшемдік потенциалды› ш±Ј›ырда орналас›ан бйлшектіЈ энергиясыныЈ меншікті мЩндерін жЩне олар“а сЩйкес меншікті фунцияларын табайы›. Бйлшек тек ›ана x осі бойымен ›оз“алсын дейік. љоз“алыс бйлшек Їшін йтімсіз ›абыр“алармен шектелген болсын: x = 0 и x =l. Б±л жа“дайда облысында потенциалды› энергия нйлге теЈ, ал x жЩне x облыстарында шексіздікке теЈ (36.а-сурет). Шредингер теЈдеуі б±л есеп Їшін ›арапайым тЇрде былай жазылады:

. (2.9)


Каталог: ebook -> umkd
umkd -> «Dream Wiver және Front Page негізінде желілік ресурстар жасау»
umkd -> «Ақпараттық технологиялар» пәнінен оқу-әдістемелік кешені
umkd -> 5В050400 «Журналистика» мамандығына арналған
umkd -> «шетел тарихнамасының жаңа бағыттары»
umkd -> Тарих кафедрасы
umkd -> ПӘннің ОҚУ-Әдістемелік кешені «Жоғары оқу орындарында тарихты оқыту әдістемесі»
umkd -> Жұмыс бағдарламасы Дәрістер конспектісі Практикалық және семинарлық сабақтар Зертханалық практикум
umkd -> Қазақстан Республикасының білім және ғылым министрлігі
umkd -> Қазақстан Республикасының білім және ғылым министрлігі
umkd -> Сабақ түрлері бойынша пәннің мазмұны және сағаттарын бөлу


Достарыңызбен бөлісу:
  1   2   3   4




©dereksiz.org 2020
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет